Заказать обратный звонок +7 (48762) 7-37-08 +7 (48762) 7-36-44
https://uk-cert.ru
Учебно-консультационный центр аварийно-спасательных формирований
 

Особенности контроля промышленных выбросов от стационарных источников объектов 1-ой категории

   Защита атмосферы от выбросов загрязняющих веществ является важной экологической проблемой современности. Эта проблема приобретает особую актуальность для промышленных городов, где атмосферные загрязнения оказывают негативное влияние на здоровье, благосостояние и продолжительность жизни людей, приводят к развитию необратимых для природы последствий.
   Именно поэтому, внедрение новых и усовершенствование существующих систем мониторинга атмосферы является одним из основных направлений реформирования системы государственной власти и управления Российской Федерации в области природопользования и охраны окружающей среды.
   Несмотря на обязательный характер информатизации процессов мониторинга, а также поддержки и принятия управленческих решений в сфере охраны атмосферного воздуха, анализ действующих систем мониторинга атмосферы на различных уровнях управления демонстрирует острую нехватку аппаратно-технического оснащения.
   На практике используются в основном лабораторные методы контроля, основанные на «ручном» отборе проб и их анализе на устаревшем оборудовании. Практически отсутствуют современные мобильные, автоматизированные средства за контролем выбросов в атмосферный воздух, программно-аппаратные комплексы сбора, обработки данных мониторинга атмосферного воздуха, формирования прогнозов и поддержки принятия управленческих решений.
   В связи с чем, на государственном уровне в России разработаны и реализуются федеральная и, входящие в нее, региональные целевые программы «Охрана окружающей среды на 2012-2020 годы» (далее Программа). Одной из задач которой является «Повышение эффективности функционирования системы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды». На первом месте среди всех целевых индикаторов программы находятся индикаторы охраны атмосферного воздуха:
   - объем выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников на единицу ВВП (тонн на млн. рублей ВВП);
   - количество городов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (единиц);
   - численность населения, проживающего в неблагоприятных экологических условиях (в городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (индекс загрязнения атмосферного воздуха более 7), (млн. человек).
   В ответ на поставленные Программой задачи, Правительство Российской Федерации подготовило ряд нормативных документов, в том числе и Проект Постановления «Об утверждении перечня стационарных источников и перечня вредных (загрязняющих) веществ, подлежащих контролю посредством автоматических средств измерения и учета объема или массы выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, концентрации вредных (загрязняющих) веществ в таких выбросах, а также технических средств передачи информации об объеме или о массе таких выбросов, о концентрации вредных (загрязняющих) веществ в таких выбросах» (далее Проект постановления).
   Согласно Проекту, на объектах 1-ой категории, т.е. объектах, оказывающих значительное негативное воздействие на окружающую среду и относящихся к областям применения наилучших доступных технологий (НДТ), стационарные источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ должны быть оснащены автоматическими средствами измерения и учета объема или массы выбросов, концентрации загрязняющих веществ, а также техсредствами фиксации и передачи указанной информации в госфонд данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды) [1].
   В разработанный перечень стационарных источников и вредных (загрязняющих) веществ, подлежащих контролю, были включены источники выбросов таких производств, как добыча сырой нефти и природного газа; производство нефтепродуктов, кокса; обеспечение электроэнергией, газом и паром; металлургическое производство; производство неметаллической минеральной продукции, химических веществ и химических продуктов, пестицидов, целлюлозы, древесной массы, бумаги и картона; деятельность по обезвреживанию отходов.
   Принимая во внимание вышеперечисленные обстоятельства, природоохранные службы предприятий должны инициировать разработку заданий на проектирование автоматических средств контроля промышленных выбросов (АСКПВ), сфокусировавшись на крупных стационарных источниках выбросов загрязняющих веществ, которые подлежат инструментальному контролю в автоматическом режиме.
   Учитывая, что объекты 1-ой категории относятся к областям применения НДТ, при формировании требований к АСКПВ целесообразно использовать Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения», который содержит достаточно полный обзор парка измерительных средств, методик измерений и требований к метрологическим характеристиками АСКПВ [2].
   Примером технического решения проблемы оснащения стационарных источников вредных (загрязняющих) веществ автоматическими средствами контроля промышленных выбросов может стать типовая АСКПВ, описанная на сайте компании НПФ «ДИЭМ» [3] и представленная на рисунке 1.




Рисунок 1 – Автоматическая система контроля промышленных выбросов


   Такая система предназначена для непрерывного автоматического измерения массовых (или объемных) концентраций загрязняющих веществ, расхода, температуры и влажности газовоздушных смесей, отводимых через стационарные организованные источники выбросов. Функционал АСКПВ обеспечивает создание первичной базы данных, статистическую обработку и визуализацию информации, расчет мощности выброса (г/с).
   Основные компоненты и состав оборудования АСКПВ: система отбора, транспортировки и подготовки пробы состоит из газоотборного зонда, магистрали транспортировки пробы, блока пробоподготовки, газоаналитического комплекса с системой калибровки, комплекса измерения расхода, пыли и влажности, комплекса сбора и обработки данных.
   Газоотборный зонд АСКПВ выполняет функцию отбора проб газа из горизонтальных и вертикальных труб (дымоходов). Современные газоотборные зонды обеспечивают возможность:
   - многоступенчатой фильтрации проб газа от взвешенных частиц (пыли), а также обратной продувки фильтров с применением сжатого воздуха;
   - переключения отбираемых потоков на забор атмосферного воздуха с целью автоматической защиты газоаналитического оборудования от аварийных/залповых выбросов;
   - ввода поверочной газовой смеси для калибровки всего измерительного комплекса вместе с системой транспортировки проб и пробоподготовки;
   - измерения температуры и подогрева зонда.
   Газоотборные зонды могут быть изготовлены из различных материалов в зависимости от состава газа и требований к термостойкости, коррозионной стойкости.



Рисунок 2 – Газоотборный зонд


   Магистраль транспортировки АСКПВ проб включает в себя подогреваемую трубку транспортировки газа, а также побудитель расхода газа - насос. Трубки могут изготавливаться из нержавеющей стали, политетрафторэтилена, перфторвинилэтера (российский аналог Фторопласт-50) и других материалов. Для исключения возможности конденсатообразования стенки трубки обогреваются по всей ее длине (температура транспортируемого газа должна быть выше точки росы на 15 °С).
   Подбор внутреннего диаметра трубки (от 3 до 8 мм) осуществляется с учетом потребностей газоанализаторов и нагнетательных характеристик насоса. Для выравнивания давления перед газоаналитическим оборудованием предусматривается линия сброса избыточного давления.




Рисунок 3 – Магистраль транспортировки проб


   Блок пробоподготовки. Для исключения влияния влажности на результаты измерения проба газа осушается с использованием устройств пробоподготовки конденсационного/холодильного либо мембранного типа. В зависимости от состава и температуры газа могут быть использованы устройства пробоподготовки с функциями автоматически заданного разбавления.




Рисунок 4 – Блок пробоподготовки


   В настоящее время на рынке отечественными и зарубежными производителями газоаналитического оборудования реализуется большое количество измерительных комплексов для контроля свыше 50 различных наименований загрязняющих веществ, в том числе методами: хемилюминесценции; флоуресценции; газовой хроматографии; спектрально-оптическими (фотометрические, ИК, УФ-спектрометрические, в том числе лазерные); оптико-акустическими; с использованием полупроводниковых сенсоров; электрохимии; парамагнитными и другими методами, а также их комбинациями.
   Система калибровки газоаналитического комплекса предназначена для проведения плановых и внеплановых работ по проверке чувствительности газоанализаторов или калибровке. Калибровка газоанализаторов может производиться как в ручном, так и в автоматическом режимах, для чего может быть предусмотрена комплектация с баллонами поверочных газовых смесей или поставка генератора газовых смесей с источниками микропотока. Блок-бокс системы обеспечивает размещение газоанализаторов, устройств подготовки и подачи пробы, а также программно-технических и вспомогательных средств. В зависимости от места установки и условий размещения блок-бокс может быть выполнен как на базе всепогодного контейнера, так и на базе компактного приборного шкафа.


   Система жизнеобеспечения АСКПВ включает: оборудование для поддержания климатических условий внутри блок-бокса, охранно-пожарную систему, оборудование бесперебойного и стабилизированного электропитания, а также блок управления работой оборудования.
   При размещении оборудования с газоанализаторами во взрывоопасной зоне блок-бокс исполняется с необходимым классом взрывозащиты, в том числе посредством организации продувки оболочки (блок-бокса) под избыточным давлением (ГОСТ 22782.4-78).
   Для инструментального непрерывного измерения скорости потока и объемного расхода влажных и агрессивных дымовых газов используются ультразвуковые или термоанемометрические расходомеры.
   Измерение запыленности газов может осуществляться различными устройствами с использованием: трибоэлектрических датчиков (зондов); оптических (в том числе лазерных) технологий.
   Измерение влажности осуществляется с целью пересчета объема выбросов на сухой газ в соответствии с Методическим пособием по аналитическому контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферу СПБ, НИИ Атмосфера, 2012 г.
   Комплекс сбора и обработки данных реализуется на базе промышленного компьютера, размещаемого в стойке с газоаналитическим комплексом. КСОД обеспечивает:
   - опрос измерительного оборудования и ведение первичной базы данных;
   - передачу данных между исполнительными механизмами АСКПВ по протоколам Modbus, Ethernet, CAN, HART, PROFIBUS и пр.
   - управление режимами работы оборудования (калибровка, продувка, прогрев и т.д.);
   - визуализацию мнемосхемы АСКПВ, расчет показателей выбросов;
   -интеграцию с информационно-аналитической системой производственного экологического мониторинга и контроля (ИАС ПЭМиК).
   В заключении хотелось бы отметить положительную динамику внедрения и функционирования подобных АСКПВ на некоторых отечественных промышленных предприятиях.
   По данным Государственного природоохранного бюджетного учреждения «Промэкомониторинг» более 60 столичных предприятий уже оборудованы автоматическими станциями контроля промышленных выбросов.
   Стараются не отставать от столицы и регионы. Так, например, в Республике Татарстан опыт внедрения автоматизированной системы контроля промышленных выбросов на компрессорной станции «Арская» Шеморданского линейного производственного управления магистральных газопроводов свидетельствует о том, что система повышает эффективность работы природоохранной службы производственного предприятия за счет экономии временных, финансовых и интеллектуальных ресурсов [4].
   Тем не менее, основная часть работы по внедрению автоматических систем контроля промышленных выбросов на предприятиях Российской Федерации еще только впереди. Будем надеяться, что такие мероприятия в значительной мере поспособствуют в решении ключевой проблемы - оздоровления воздушного бассейна и окружающей среды в целом.


   Список используемых источников:
   1. Проект постановления Правительства Российской Федерации «Об определении перечня стационарных источников и перечня вредных (загрязняющих) веществ, подлежащих контролю посредством автоматических средств измерения и учета объема или массы выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, концентрации вредных (загрязняющих) веществ в таких выбросах.
   2. Лукьянов О.В., Баюкин М.В., Нечеухин К.К. Оснащение стационарных источников выбросов автоматическими средствами контроля // Экология производства. – 2017. - № 6. – С. 24-28.
   3. http://npfdiem.ru/kontrol_vybrosov
   4. Вертлиб М.Г., Гареев Р.А. Автоматизированная система производственного экоконтроллинга для компрессорной станции // Территория нефтегаз. – 2017. - № 12.


Рыбка Н.А.
Аспирант кафедры «ОТ и ОС» ТулГУ,
специалист по организационной работе
учебно-организационного отдела АНО ДПО «УКЦАСФ»






экология охрана труда